El descubrimiento de la célula y sus características

Grado

2do

BIMESTRE

I Capacidad de

área Aprendizaje esperado Indicadores

Comprensión de

Información

Identifica las características de la célula.

Describe los postulados de la teoría celular y las características de las clases de células.

Organiza los conceptos y términos celulares.

Completa un cuadro matriz sobre las características de la célula.

Escribe el significado de los postulados de la teoría celular.

Completa un cuadro matriz sobre las características de las clases de células.

Completa un organizador visual sobre la célula.

A comienzos del siglo XVII, un estudioso llamado Galileo Galilei colocó dos lentes de vidrio dentro de un cilindro. Con este instrumento miró por casualidad a un insecto, y posteriormente describió los sorprendentes patrones geométricos de sus diminutos ojos. De este modo Galileo, a pesar de no ser biólogo, fue el primero que efectuó una observación biológica a través de un microscopio. El estudio de las bases celulares de la vida estaba a punto de iniciarse. Primero en Italia, después en Francia e Inglaterra, los estudiosos comenzaron la exploración de un mundo cuya existencia había sido insospechada. A mediados de ese siglo, Robert Hooke, curador de instrumentos de la Real Sociedad de Inglaterra, se encontraba a la cabeza de esos estudios. Cuando Hooke usó por primera vez el microscopio para ver los delgados cortes de un árbol de corcho, observó diminutos compartimentos, a los cuales les dio más tarde el nombre en latín cellulae, diminutivo de cella, que significa hueco; de allí el origen del término biológico “célula”. Tales compartimentos eran en realidad paredes interconectadas de las células vegetales muertas, que constituyen el corcho, pero Hooke no pensaba que fueran eso, y nadie en la época sabía que las células podían estar vivas. En otros tejidos vegetales, observó células “rellenas de jugo” y, sin embargo, no tenía ni la más remota idea de los que ellas representaban. Dada la simplicidad de los instrumentos, resulta sorprendente que los pioneros de la microscopía hayan observado tantas cosas como reportaron. Anthony Van Leeuwenhoek, un tendero danés, tuvo excepcional destreza para construir lentes, siendo quizá, el más agudo observador de todos ellos. A fines de la década de 1600, él descubrió maravillas naturales en todos los sitios, incluyendo “muchos “animáculos” muy pequeños, cuyos movimientos eran muy agradables de observar”, en el sarro de sus dientes. En otros sitios observó protistas, espermatozoides, e inclusive una bacteria: un organismo tan pequeño que no fue observado de nuevo durante dos siglos más. En 1820, las mejorías en este tipo de lentes permitieron enfocar mejor las células. Robert Brown, un botánico, observó una mancha opaca en diversas células y la llamó núcleo. En 1838 otro botánico, Matthias Schleiden, se preguntó si el núcleo se relacionaba del algún modo con el desarrollo y propuso la hipótesis de que cada célula vegetal se desarrollaba como una unidad independiente, aunque formaba parte de la planta.

En 1839, tras años de estudiar tejidos animales, el zoólogo Theodor Schwann afirmó lo siguiente: los animales y plantas están formados de células y productos celulares, e inclusive aunque las células forman parte de un organismo completo, tienen en cierto grado vida propia e individualizada. Para mediados del siglo XIX, el botánico alemán Mathias Schleiden refinó aún más la perspectiva científica de las células cuando escribió: “es fácil percibir que el proceso vital de las células individuales debe constituir la primera y absolutamente indispensable base fundamental para la vida”. En pocos años, varios microscopistas habían observado que las células vivas podían crecer y dividirse en células más pequeñas. Sin embargo tuvo que transcurrir otra década para resolver la interrogante: ¿de dónde provienen las células? Un fisiólogo, Rudolf Virchow, completó sus propios estudios sobre el desarrollo y la reproducción de las células; es decir, su división en dos células hijas. El razonó que toda célula proviene de otra preexistente. De este modo, a mediados del siglo XIX, el análisis microscópico permitió llegar a tres generalizaciones que en conjunto constituyen la teoría celular. Primero, todo organismo está formado por una o más células. Segundo, la célula es la unidad más pequeña que tiene las propiedades de la vida. Tercero, la continuidad de la vida se deriva directamente del desarrollo y división de células individuales. Todas estas propuestas aún son válidas en la actualidad.

POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR El concepto aparentemente sencillo de que la célula es la unidad mínima de vida que forma a todo ser vivo, es la culminación del trabajo realizado, sobre todo en el siglo XIX, por muchos investigadores. Este conjunto de conocimientos forma parte de la Teoría Celular, que fue enunciada inicialmente por M. Schleiden (1838) y T. Schwann (1839), y completada por R. Virchow (1855). Los principios básicos o postulados de dicha teoría son: - La célula es unidad estructural, morfológica o anatómica: porque sola o asociada forma parte de todo ser vivo. - La célula es unidad funcional o fisiológica: porque tiene todo lo necesario para cumplir las funciones de un ser vivo. Estas funciones son: nutrición, relación y reproducción. - La célula es unidad genética o de herencia: porque cada célula contiene la información hereditaria del ser vivo del que forma parte y la transmite cuando se reproduce. Estos tres principios se pueden resumir en uno sólo: La célula es la unidad vital de los seres vivos, quiere decir que la célula es la estructura organizada más sencilla con propiedades y funciones vitales.

I. CARACTERÍSTICAS GENERALES

1. Forma de las células Las formas de células que corresponden a los diversos organismos unicelulares es variable, de la misma manera en un organismo multicelular encontramos una gran variabilidad en cuanto a formas de sus células. La forma que adopta la célula depende de muchos factores: tensión superficial, viscosidad del citoplasma, acción mecánica que ejercen las células vecinas, consistencia de la membrana, acción de los microtúbulos (esqueleto de las células) y especialmente de la funcionalidad específica de la célula.

a. Variables. Son las células que cambian constantemente de forma. Ejm. Leucocitos, amebas, macrófagos.

b. Constantes. Son las células que mantienen su forma durante toda su vida. Se clasifican a su vez: - Isodiamétricas. sus tres dimensiones son iguales o casi iguales. Ejm. Bacterias del tipo

cocos, óvulo. - Aplanadas. Cuando una dimensión es menor que las otras dos. Ejm. Células epiteliales.

- Alargadas. Cuando su longitud es mayor que las otras dos dimensiones. Ejm. Bacilos, fibras musculares estriadas.

- Estrelladas o ramificadas. Células con numerosas prolongaciones. Ej. neuronas.

2. Tamaño de las células

La mayoría de las células son tan pequeñas que el ojo humano no puede percibirlas a simple vista. Para observar las células se utilizan los microscopios, que son instrumentos a través de los cuales se incrementa el tamaño de la imagen de un objeto diminuto. La unidad de medida de las células es la micra (µ). La micra (µ) es la milésima parte del milímetro. Es decir, un milímetro tiene 1000 micras. La mayoría de las células miden entre 5 y 50 micras. Sin embargo, unas pocas, como las de algunas algas, los óvulos de gallina y las neuronas de calamar, pueden verse a simple vista. El tamaño de las células de un ser vivo es independiente del tamaño de éste. Los organismos más grandes poseen mayor número de células, pero no células más grandes.

a. Microscópicas. Sólo visibles por el ojo humano con ayuda del microscopio. La mayoría de células son de este tipo. Ejm. óvulo humano (0,1 mm de diámetro), casi todas las células eucarióticas (10 – 100 um), la mayoría de células bacterianas (0,1 – 0,5 um)

b. Macroscópicas. Observables a simple vista como los huevos de las aves que son de gran tamaño. Así el huevo del avestruz incluida su envoltura proteica, tiene un radio de 10 cm. y es por lo tanto una de las células más grandes que existen. También puede mencionarse a las fibras musculares (2 – 6 cm.), las fibras vegetales (5 – 18 cm.), las neuronas humanas de hasta 1 m de largo.

Fig. 4: AMEBA Y YEMA DEL HUEVO DE LAS AVES

3. Número de células

El número de células de un organismo puede ser desde una, en los unicelulares (protozoos, bacterias) hasta números enormes en los pluricelulares. Piense sólo en las que habrá en el cuerpo de un hombre cuando sólo en su sangre hay más de 25 billones. A título de curiosidad indicaremos que hay seres inferiores con un número fijo de células (el rotífero Hyadatina senta, con 959); pero son pocos los conocidos, dada la dificultad de contarlas; y también que algunos órganos tienen siempre el mismo número de células; así en el hombre, el cristalino y el órgano de Corti (oído).

4. Color de las células

En general las células son incoloras; las que poseen color lo deben a la presencia de productos elaborados por ellas o bien de procedencia externa.

Las sustancias coloreadas producidas por las células se llaman pigmentos y las células que las

producen se denominan células pigmentarias. Las células dotadas de pigmentos propios pueden tenerlos en disolución formando pequeñas masas granulosas. Entre estos pigmentos podemos citar: la hemoglobina que da el color rojo a la sangre; la miohemoglobina proporciona color característico a los músculos; la rodopsina o púrpura retiniana del ojo; la melanina, responsable del color oscuro o pardo de la piel, etc. En el laboratorio se agrega pigmentos artificiales a las células para poder apreciar su estructura, estos pigmentos tiñen distintas partes celulares haciéndolas visibles.

II. CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS

a. Según su origen - C. Animal. A este tipo de células pertenecen las que forman a los denominados “animales”

como los seres humanos, los peces, etc. La diferencia con las células vegetales, radica en que ambas tienen algunos organelos que la otra no posee además de su tipo de nutrición ya que las vegetales son autótrofas y las animales heterótrofas, es decir que requieren de nutrientes elaborados por otros seres vivos.

- C. Vegetal. Los diferentes tipos de células vegetales pueden distinguirse por la forma, espesor y constitución de la pared celular, como también por el contenido de la célula. Una serie de características diferencian a las células vegetales de las animales: Contienen plastidios, estructuras rodeadas por una membrana, que sintetizan y

almacenan sustancias nutritivas. Los más comunes son los cloroplastos que son orgánulos rodeados por dos membranas, atrapan la energía electromagnética derivada de la luz solar y la convierten en energía química mediante la fotosíntesis.

Presentan una gran vacuola, ubicada en la región central, constituye el depósito de agua y de varias biomoléculas, tanto de desecho como de almacenamiento.

Pared celular (compuesta de celulosa , que es un polisacárido), es tal vez la característica más distintiva de las células vegetales. Le confiere la forma a la célula, cubriéndola a modo de exoesqueleto (esqueleto externo), le da la textura a cada tejido, siendo el componente que le otorga protección y sostén a la planta.

Algunas células vegetales, carecen de ciertos organelos, como los centriolos y los lisosomas.

CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL CON SUS RESPECTIVOS ORGANELOS

b. Según el grado de evolución - C. Procariotas. (del griego pros = antes y karion = núcleo) Es una célula sin núcleo celular

diferenciado, es decir, su ADN no está confinado en el interior de un núcleo, sino libremente en el citoplasma. Procarionte es un organismo formado por células procariotas. En contraposición los organismos eucariotas, presentan un núcleo verdadero y rodeado

de membrana nuclear (carioteca). Además, el término procariota hace referencia a los organismos conocidos como móneras que se incluyen en el reino mónera. Entre las características de las células procariotas que las diferencian de las eucariotas, podemos señalar: ADN desnudo (no está envuelto y protegido por una membrana nuclear o carioteca). División celular por fisión binaria(forma de reproducción asexual en la que divide su

cuerpo en 2 partes) Carencia de organelos, excepto los ribosomas. Poseen pared celular. Pueden soportar ambientes extremos. Son más pequeñas que las células eucariotas. Posee material genético (ADN) disperso en el citoplasma. Entre los organismo procariontes tenemos a las bacterias, micoplasmas, ricketsias,

cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas. Se alimentan universalmente por absorción (osmótrofos), sin tener en general la

capacidad de ingerir partículas u otras células.

Fig. 6: ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA (CÉLULA

PROCARIOTA)

- C. Eucariotas (eu = verdadero, karion = núcleo). Las células eucariotas forman a

organismos superiores como las plantas, animales, hongos, protozoos, levaduras, algunas algas y al ser humano. Las células eucariotas difieren de las células procariotas en muchos aspectos. Además de ser más grandes que la célula procariota (con frecuencia más de 10 micrómetros de diámetro), las células eucariotas se caracterizan por poseer núcleo y una gran variedad de organelos membranosos que le proporcionan a la célula una organización estructural y funcional. Las células animales y vegetales se diferencian por la ausencia de centriolo en las células eucariotas vegetales, la carencia de plastidios y pared celular en las células eucariotas animales.

MEMBRANA NUCLEAR O CARIOTECA

De acuerdo al contenido analizado sobre el descubrimiento y las características de la célula, procede a responder y completar las preguntas, cuadros, matrices, gráficos y mapas conceptuales correspondientes.

Completa las siguientes ideas que se refieren a la definición de célula.

Es la unidad estructural de los seres vivos, porque……………………………

………………………………………………………………………………………..

Es la unidad funcional de los seres vivos, porque………………………………

………………………………………………………………………………………….

Es la unidad genética de los seres vivos, porque………………………………

……………………………………………………………………..………………...

Resuelve los siguientes problemas:

a. Si el glóbulo rojo mide 7,5 micras y el glóbulo blanco 20 micras, ¿cuántas

veces más pequeño que un glóbulo blanco es un glóbulo rojo?

b. Si el óvulo humano mide 140 micras, ¿cuántas veces más grande que el

glóbulo blanco es el óvulo?

Escribe dentro de cada campo de los conjuntos sobre características de las

células procarióticas y eucarióticas, lo que se indica. A= características propias de las célula procarióticas. B= características propias de las células eucarióticas. C= características comunes de las células eucarióticas y procarióticas.

Indica si son verdaderas (V) o falsas (F) las siguientes afirmaciones:

Los animales más grandes tienen células más grandes.

No existen seres vivos formados por una sola célula.

Las células bacterianas no tienen núcleo.

La forma de las células es muy variada.

Los vegetales tienen células procariotas.

No existen células eucariotas sin núcleo.

Las células procariotas tienen citoplasma.

Las células se miden en metros.

Explica cómo se diferencian las células eucariotas de las procariotas en los

aspectos indicados de la presente matriz de diferencias.

TIPO DE

CÉLULA

ASPECTO

CÉLULA

PROCARIOTA

CÉLULA

EUCARIOTA

TAMAÑO

NÚCLEO

ORGANELOS

1

2

3

3

4

A B C

5

Completa el siguiente cuadro matriz sobre las características de la célula.

ASPECTOS DESCRIPCIÓN DE LA CARACTERÍSTICA

TAMAÑO

----------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------

COLOR

----------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------

NÚMERO

----------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------

FORMA

----------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------

Completa el siguiente cuadro matriz sobre las características de las clases de

células, marcando con una X en el casillero que le corresponde.

CARACTERÍSTICA

CÉLU

LA

RO

CARIO

TA

CÉLU

LA

EU

CARIO

TA

CÉLU

LA

AN

IMA

L

CÉLU

LA

VEG

ETAL

Son células que presentan un núcleo definido, y tienen organelos.

Las células meristemáticas se reproducen rápidamen te permitiendo el crecimiento de la raíz y el tallo.

Las archibacterias presentan su ADN disperso en el citoplasma.

Las algas unicelulares tienen pigmentos que les permite realizar fotosíntesis.

NEURONA

Organiza los conceptos y términos celulares del listado adjunto, escribiendo, el

número de cada uno, en los casilleros en blanco del mapa conceptual

incompleto.

6

7

8

1. Procariótica 2. Características hereditarias 3.Constantes 4. Seres pluricelulares

5. Célula vegetal 6.Microscópicas 7 Estructural. 8. Funciones vitales 9.Célula animal

10. Eucariótica 11. Micras 12. Macroscópicas